Крыльевой профиль

Крыльевой профиль

Исследования показали, что специальным подбором формы крыльевых профилей (так называемых «ламинарных») удается су­щественно снизить сопротивление трения. Чем совершеннее будет профиль крыла, тем меньшее сопротивление (всех видов) воздушной струе будет оказывать крыло; но при этом из всех видов сопротивлений сопротивление трения составит уже заметную долю, Нормальная работа ламинарных профилей возможна только при условии, если поверхность их достаточно гладкая. Недопустимы даже еле заметные выступы, царапины и шероховатости краски. Всякого рода заклепки с круглой, а иногда даже и с потайной головкой, вредны, так как они создают добавочное сопротивление.

Рисунок 1

Рис.1. У специального ламинарного профиля наибольшая толщина находится на 50% хорды крыла и более. Сопротивление трения у такого профиля значительно меньше по отношению к другим профилям при одинаковой подъемной силе. Но выгода ламинарных профилей сохраняется не на всем диапазоне летных углов атаки. На поляре крыла участок с малым сопротивлением таких профилей заметен по характерной выпуклой части. Величина   лобового   сопротивления   оказывает   существенное влияние на летные данные планера. Уменьшение лобового сопротивления планера позволяет умень­шить угол планирования, который зависит от отношения подъем­ной силы к лобовому сопротивлению. Это отношение называется  аэродинамическим качеством планера. Величина аэродинамического качества не только показывает, во сколько раз подъемная сила больше лобового сопротивления, но и как далеко планер может улететь, снижаясь с определенной высоты. Бели,  например, планер имеет аэродинамическое качество, равное трид­цати, то это значит, что подъемная сила в тридцать раз больше лобового сопротивления и планер с высоты одной тысячи метров (в условиях спокойного воздуха) может пролететь, расстояние, равное тридцати километрам.

Аэродинамическое качество является главным показателем летнога совершенства планера, от которого зависят и другие лет­ные данные. Так, например, число, показывающее, во сколько раз вес планера больше его аэродинамического качества, определяет величину силы тяги в килограммах, необходимую для того, чтобы планер летел горизонтально (без снижения). Поэтому, чем выше значение показателя аэродинамического качества планера, тем с меньшей тягой двигатель потребуется для буксировки планера в горизонтальном полете. Число, показывающее, во сколько раз поступательная скорость планера (выраженная в метрах в секунду) больше значения его аэродинамического качества, определяет величину скорости сниже­ния планера (также в метрах в секунду). Очевидно, что меньшая скорость снижения при одинаковой поступательной скорости будет у планера с большим аэродинамическим качеством. Однако величина аэродинамического качества в свою очередь зависит от поступательной скорости планирования. Дело в том, что на различных углах атаки крыло планера создает различную по величине подъемную силу. На малых углах атаки коэффициенты подъемной силы малы и для сохранения равновесия между силой тяжести и аэродинамической силой планер должен лететь с боль­шей скоростью. Чтобы увеличить скорость, придется планировать более круто, так как тянуть планер вперед может только вес. Уве­личение угла планирования ведет к уменьшению аэродинамическо­го качества, и планер с одной и той же высоты на большей ско­рости пролетит меньшее расстояние. Поэтому увеличение скорости планирования ведет к уменьшению аэродинамического качества. Наибольшее аэродинамическое качество наблюдается только на определенной для каждого планера скорости планирования, называемой наивыгоднейшей скоростью планирования. При изменении этой скорости в ту или иную сторону аэродинами­ческое качество планера уменьшается. Вот почему на различных скоростях планирования изменяется скорость снижения планера, угол планирования и потребная тяга для буксировки. Планер с наиболее высоким аэродинамическим качеством эко­номнее расходует высоту, лучше набирает ее в восходящих потоках и это дает ему возможность летать более продолжительно. Повышение аэродинамического качества является также одной из важнейших задач при конструировании планеров и достигается за счет уменьшения лобового сопротивления.

Но в процессе проектирования планера конструктору прихо­дится решать задачи не только по обеспечению наибольшего аэродинамического качества, но и по выполнению требований уменьшения веса конструкции, наибольшего упрощения производ­ства, уменьшения стоимости планера, удобства эксплуатации и ряд других часто противоречивых требований. Учебные планеры, отвечающие в первую очередь требованиям простоты конструкции и дешевизны производства, как правило, имеют меньшее аэродинамическое качество, чем спортивные пла­неры-парители.